区块链共识机制研究综述

被引：135

作者：

刘懿中 ^{[1
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刘建伟 ^{[1
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张宗洋 ^{[1
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徐同阁 ^{[1
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喻辉 ^{[1
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机构：

[1] 北京航空航天大学网络空间安全学院

[2] 北京航空航天大学合肥创新研究院

来源：

密码学报 | 2019年 / 6卷 / 04期

基金：

国家重点研发计划;

关键词：

区块链; 共识机制; 拜占庭容错; 工作量证明; 权益证明;

D O I：

10.13868/j.cnki.jcr.000311

中图分类号：

TP311.13 [];

学科分类号：

1201 ;

摘要：

自比特币被提出以来,数字货币开启了新的时代,而其背后的区块链技术也逐渐受到各界人士的重视.共识机制作为区块链技术的核心,决定了区块链的安全性、可扩展性和去中心化程度等许多重要特性.本文从系统模型、共识机制本质、激励设置和安全攻击等角度对现有共识机制进行研究.首先研究了共识机制的模型,对网络模型、敌手模型和腐化模型给出定义和分类.在不同的模型基础上,将现有共识机制分为经典分布式共识和区块链共识.其次,对于经典分布式共识,研究了PBFT、Paxos等分布式一致性算法及其改进,给出了算法具体流程和优缺点分析.再次,对于区块链共识,根据应用场景的不同将其分为授权共识机制和非授权共识机制,将非授权共识分为基于工作量证明的共识机制、基于权益证明的共识机制、采用单一委员会的混合共识、采用多委员会的混合共识和其他共识机制.对于每一类共识机制,给出其基本流程,深入分析典型方案,指出其存在的优缺点、交易规模以及可能面临的攻击方式.最后,指出了区块链时代共识机制在安全、扩容、启动、激励等层面的研究热点和发展方向.

引用

页码：395 / 432

页数：38

共 25 条

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